Измерение времени

Материал из LicrymWiki

Единица измерения времени - секунда. Является основной единицей СИ.

[править] Классификация

С непереодическим процессом

Механические

Электрические

С колебательным процессом

Механические

Маятниковые

Балансовые

С упругой пластинкой

Электромеханические

Маятниковые

Балансовые

Электронно-механические

Маятниковые

Балансовые

Камертонные

Кварцевые

Молекулярные и атомные

[править] Суть

Имея определенный процесс, время протекания которого стабильно и известно, то его можно использовать для измерения времени. Примеры таких процессов: заряд RC цепочки, колебания маятника, колебания кварцевой пластинки, падение груза с заданной высоты, вытекание жидкости через отверстие в сосуде, вращение земли вокруг солнца и т.д.

Не все процессы одинаково хороши для измерения времени. Некоторые не удобны в быту, как например излучение ионизированных атомов цезия, другие не обладают достаточной точностью в силу огромного количества факторов, от которых зависят, например время вытекания воды из сосуда зависит от температуры и точности диаметра отверстия.

Приборы для показывания текущего времени называются часами, хронометрами. Приборы для измерения промежутков времени - секундомерами, хроноскопами, хронографами, таймерами.

[править] Историческая справка по средствам измерения времени

1 век до н.э. - Солнечные часы - используют периодичность движения солнца по горизонту.

Песочные часы, Клепсидра (Водяные часы)

Средние века - Механические часы - используют периодичность колебаний маятника или баланса

Наше время - Кварцевые часы

Подавляющее большинство приборов измерения времени сегодня используют кварцевый принцип, в силу высокой точности, стабильности и дешевизны.

[править] Кварцевые приборы измерения времени

Основаны на постоянстве частоты механических колебаний пластинки кварца. Если щелкнуть по камертону то он будет издавать звук определенной частоты, зависящей от механических параметров камертона. Не имеет значения чем и с какой силой щелкать - частота не изменяется. Точно на том же принципе работает кварцевый резонатор. В силу наличия у него пьезоэффекта "щелкают" по тему электричеством. Подав напряжения на обкладки кварц деформируется. Снимаем напряжение - и он начинает совершать затухающие колебания, которые приводят к появлению на обкладках слабого сигнала. Если этот сигнал усилить то мы получим колебания строго определенной частоты. Посчитав количество колебаний - узнаем время. Если кварц на 32768 Гц сделает 32768 колебаний то значит прошла 1 секунда.

Типичная точность частоты кварцевых резонаторов +/- 30*10^-6 Гц

Внешний вид кварцевых резонаторов см. в статье О радиодеталях и их обозначениях на схемах

[править] Литература

1.Ф.С.Завельский. Время и его измерение. М. Наука 1972

2. Справочник Приборостроение и средства автоматики. под ред. А.Н.Гаврилова. М. Машиностроение 1964